Qu'est-ce qu'un régulateur de tension à diode?
Un régulateur de tension à diode est un régulateur de tension dans lequel une seule diode joue le rôle de dispositif de régulation de tension. Tout comme un régulateur de tension de circuit intégré classique, la diode sert dans le circuit à prendre une tension d'entrée variable et à la convertir en une tension continue spécifique continue constante. Les diodes fonctionnent très bien comme dispositifs de régulation de tension en raison de leur caractéristique logarithmique d’avoir des variations de tension très minimales en dépit de variations de courant relativement importantes, offrant ainsi une bonne stabilité de la tension dans un circuit lorsque les contraintes de conception sont satisfaites.
La diode la plus couramment utilisée qui fonctionne comme un dispositif de régulation est la diode Zener, qui régule le plus souvent la tension par une méthode appelée polarisation inverse. Il s'agit d'une méthode dans laquelle l'anode de la diode, son fil positif, est connectée à la masse de l'alimentation, et la cathode, son fil négatif, est connectée au côté positif de l'alimentation. Lorsque cela se produit, l'alimentation chute à la diode une tension égale à la tension nominale maximale de la diode. La tension nominale maximale est la tension qui tombe dans la diode Zener lorsqu’elle est connectée en polarisation inverse dans un circuit, tant que la tension d’alimentation est supérieure. Cette tension nominale est cruciale lors de la conception de la régulation de tension d’un circuit car elle détermine la sortie de tension régulée.
Si, par exemple, il existe une alimentation de 10 volts et une diode Zener d’une tension nominale maximale de 5,1 volts, la diode Zener absorbera une tension de 5,1 volts. Un composant placé en parallèle recevra également cette même sortie de tension régulée, car les circuits obéissent à la règle selon laquelle tous les composants en parallèle reçoivent la même tension. C'est ainsi que la régulation de la tension de diode est obtenue pour un circuit.
Une règle supplémentaire lors de la création d'un circuit régulateur de tension de diode consiste à placer une résistance avant la diode. Une résistance peut être et est généralement toujours placée devant la diode, de sorte qu'en cas de tension excessive, elle tombe sur la résistance et n’étouffe pas la diode Zener, qui peut être rendue défectueuse si une tension d’alimentation excessive lui est appliquée. Dans l'exemple d'une alimentation de 10 volts et d'une diode Zener avec une tension nominale maximale de 5,1 volts, la diode zener coulerait 5,1 volts et les 4,9 volts restants traverseraient la résistance, de sorte que tous les 10 volts la diode. Ainsi, la résistance située avant la diode Zener fonctionne comme un dispositif de sécurité pour lui faire perdre une tension excessive, de sorte que la diode Zener ne reçoive pas plus de tension que nécessaire.
Une autre façon de connecter une diode Zener dans un circuit de régulation de tension, bien que moins utilisée, consiste à la connecter via une méthode appelée polarisation directe. Il s'agit d'un procédé dans lequel l'anode de la diode est connectée au côté positif de l'alimentation et sa cathode est connectée à la masse de l'alimentation. Dans un tel agencement, la diode laissera tomber sa chute de tension de fonctionnement, qui est typiquement d'environ 0,7 volt. Cette méthode n’est pas aussi répandue qu’une méthode, car elle n’abaisse qu’une tension légèrement inférieure à celle émise par l’alimentation et n’est pas aussi flexible que les plages de valeurs différentes.
Un régulateur de tension à diode peut bien fonctionner comme dispositif de régulation de tension, mais lorsque la précision est essentielle, un meilleur choix est un régulateur de tension à circuit intégré, qui contient davantage de mécanismes de régulation intégrés. Si un régulateur de tension à diode contient des variations de courant suffisamment importantes, il peut produire une tension différente. Lorsque la précision n’est pas trop importante, les régulateurs de tension à diode peuvent constituer un bon choix.